Методи підвищення вогнегасної ефективності води на пожежі
При гасінні водою, в більшості випадків, не реалізовуються її унікальні фізичні властивості внаслідок ряду причин. Широке використання води для цілей пожежегасіння і при цьому досить низький коефіцієнт її використання давно спонукало фахівців шукати способи підвищення вогнегасної ефективності води.
Найбільший ефект гасіння при подачі води спостерігається в тому випадку, коли її охолоджуючий ефект буде максимальним, тобто коли вся подана на гасіння пожежі вода випарується за рахунок відведення тепла від факела полум’я. Тому при такому механізмі припинення горіння потрібно прагнути до того, щоб максимально можлива кількість води випаровувалася в об’ємі факела полум’я, а не за його межами. Недосконалість техніки подачі і розпилення води багато в чому знижує її ефективність.
При гасінні ж водою шляхом подачі її на поверхню горючих рідин або твердих горючих матеріалів максимальний охолоджуючий ефект буде мати місце при повному випаровуванні всієї поданої на гасіння води за рахунок відібрання тепла від прогрітого поверхневого шару конденсованого горючого матеріалу.
Для підвищення вогнегасної ефективності води використовують два основні методи:
– зміна фізичних характеристик водяних струменів, що подаються на гасіння;
– хімічна модифікація фізичних і хімічних властивостей водних розчинів.
При гасінні пожеж можна запропонувати наступні способи підвищення вогнегасної ефективності води:
1. Для гасіння використати розпилені і дрібно розпилені струмені. При цьому збільшення дисперсність потоку приведе до збільшення поверхні контакту води з нагрітими газами і різкого збільшення інтенсивності випаровування. Для того щоб дрібно дисперсні краплі води не уносилися конвекційними газовими потоками із зони реакції горіння, маса краплі повинна бути такою, при якій швидкість польоту краплі близька до швидкості її вітання. Тоді сила тяжіння буде компенсуватися силами аеродинамічної взаємодії з потоком газу. Знаючи швидкість висхідних потоків, ефективний діаметр краплі води можна визначити як:
Для зниження сил поверхневого натягнення і підвищення здатності води проникати в шари матеріалу, що горить, необхідно використати поверхово активні речовини - змочувачі.
Добавка 0,5-2% змочувача (ПАР) дозволяє значно знизити поверхневе натягнення води (з 72,8×10–5 до 36,4×10–5 Дж/м2). У такому вигляді вода володіє хорошою проникаючою здатністю, за рахунок чого досягається найбільший ефект в гасінні пожежі і особливо волокнистих матеріалів, торфу, сажі.
Застосування змочувачів при гасінні волокнистих матеріалів дозволяє в двічі підвищити ефективність використання води, знизити інтенсивність подачі, а значить і кількість підрозділів, задіяних в гасінні пожеж. Витрата води на гасіння меншає на 30-50% і знижується тривалість гасіння пожежі.
3. Для запобігання стіканню води і збільшенню дальності польоту струменів води можна додавати згущувачі з органічних сполук типу карбоксіметілцелюлоза, поліакрилова кислота, поліоксіетілен, полівініловий спирт, метілцелюлоза, (сульфований поліфенілтолуол), і інші.
Були проведені досліди по гасінню лісових пожеж водою з добавками таких згущувачів як діамонійфосфат і амоній фосфат. Завдяки цим добавкам вода прилипає до рослин і віднімає більше тепла, ніж звичайна вода. У ВНИИПО була розроблена композиція на основі сополімерізації акрилової кислоти і гексаалілсахароза, що отримало назву САКАС.
При зниженні в'язкості води значно знижується час гасіння і коефіцієнт її використання підвищується.
4. Для пониження температури замерзання у воду додають антифріз (деякі мінеральні солі, гліколі).
5. Для досягнення ефекту хімічного гальмування реакції горіння можна використати добавки галоїд утримуючих солей, наприклад NaCl. У розпиляному стані краплі води випаровуються, і кристали солі переходять в дрібно дисперсний вогнегасячій порошок.
Висновок: Припинення горіння методом охолоджування один з найбільш простоїв і що часто застосовуються методів. Існує багато шляхів підвищення ефективності застосування води і твердої вуглекислоти при гасінні пожеж.